Utilisations de l'acide sulfurique

L'acide sulfurique, également appelé sulfate d'hydrogène, est une substance chimique de formule H₂SW₄, largement utilisé dans l'industrie et avec une valeur expérimentale élevée. C'est l'un des Acides plus forts, étant un acide diprotique lorsqu'il est en solution.

Histoire de l'acide sulfurique

Les premiers alchimistes connaissaient l'acide sulfurique H₂SW_4. Il a été préparé en chauffant des sulfates naturels à haute température et en dissolvant du trioxyde de soufre SO₃ ainsi formé.

Au XVe siècle, Basilio Valentín l'obtient en distillant du sulfate ferreux avec du sable. Le nom commun du sulfate ferreux, FeSO₄* 7H₂Ou, c'était "Vitriol de fer", et le produit oléagineux qui en a été obtenu s'appelait "Huile de Vitriol", nom qui est encore utilisé.

La première obtention réussie d'acide sulfurique à l'échelle industrielle a été réalisée en 1740 par Ward, en Angleterre. Le soufre S et le nitrate de potassium (nitro) ont été brûlés dans un récipient suspendu dans un grand globe de verre partiellement rempli d'eau. Ensuite, les chambres en verre ont été remplacées par des chambres en plomb, et en 1793, on a vu que le dioxyde de soufre était oxydé au cours du processus en raison de l'influence des oxydes d'azote formés à partir de nitrate employé.

Peu à peu des modifications ont été introduites dans la méthode, tendant à réduire le coût de production et d'améliorer la qualité du produit, et au début du XIXe siècle la fabrication est devenue continuer. La procédure, appelée "Méthode de la chambre de plomb", continue d'être utilisé aujourd'hui.

Propriétés physiques de l'acide sulfurique

Le sulfate d'hydrogène pur est un liquide huileux incolore, d'une densité de 1,84 g/cm³ à 15°C Il gèle à 10,5°C, donnant un solide cristallin incolore. Lorsqu'il est chauffé, il émet des fumées, car il se décompose en eau et en trioxyde de soufre, mais les vapeurs contiennent une fraction molaire de trioxyde plus élevée que l'eau.

Par conséquent, la composition du liquide diminue en H₂SW₄ et la température monte jusqu'à ce qu'un mélange à point d'ébullition constant se forme, qui bout à 338°C. L'acide à point d'ébullition constant contient 98,33% H₂SW_4.

Caractéristiques et propriétés chimiques de l'acide sulfurique

Chaleur de dissolution

Acide sulfurique se mélange à l'eau dans toutes les proportions. Cependant, la préparation de l'acide sulfurique dilué doit être effectuée avec soin, car lors du mélange de l'acide Concentré avec de l'eau, une quantité considérable de chaleur est dégagée, s'élevant à 17750 calories une fois dissoute une mole de H₂SW₄ dans l'eau.

Pour cette raison, l'acide concentré doit toujours être ajouté à l'eau par petites portions, en remuant continuellement, de sorte que toute l'eau et non une petite partie absorbe la chaleur développée; sinon, cela suffira à transformer l'eau en vapeur et à répandre l'acide concentré et chaud dans toutes les directions.

Instabilité

Lorsqu'il est chauffé, le sulfate d'hydrogène H₂SW₄ se dissocie en trioxyde de soufre et en eau :

H₂SW₄ -> AINSI₃ + H₂OU ALORS

Au point d'ébullition, 338°C, il est à 30 % dissocié; à 420°C la dissociation est presque complète. Lorsqu'il est soudainement chauffé au rouge, par exemple en le faisant goutter sur du fer chauffé au rouge, il se décompose complètement en eau, dioxyde de soufre et oxygène.

Action déshydratante

Acide sulfurique H₂SW₄se combine vigoureusement avec de l'eau, donnant une série d'hydrates, dont le plus connu est le monohydrate H₂SW₄* H₂OU ALORS. Cette réaction avec l'eau est si prononcée que l'acide sulfurique élimine non seulement l'eau des matériaux qui la contiennent, mais avec Il élimine également fréquemment l'hydrogène et l'oxygène des composés, surtout s'ils contiennent ces éléments dans la même proportion que eau, H₂OU ALORS.

Ainsi, le papier et le bois, constitués majoritairement de cellulose, (C₆H₁₀OU ALORS₅) x et du sucre (C₁₂H₂₂OU ALORS₁₁), ils charment en présence d'acide sulfurique concentré, être libéré du charbon:

C₁₂H₂₂OU ALORS₁₁ -> 12C + 11H₂OU ALORS

Cette action déshydratante de l'acide sulfurique est utilisée pour assécher les gaz (qui ne réagissent pas avec lui), et pour éliminer l'eau dans de nombreuses réactions chimiques, telles que la nitration, lors de la fabrication de colorants et d'explosifs.

Action oxydante

L'acide sulfurique chaud et concentré est un oxydant. Participe activement aux réactions REDOX augmentant l'état d'oxydation d'un élément sensible.

Exemples d'utilisations de l'acide sulfurique

Acide sulfurique H₂SW₄ il est utilisé en grande quantité dans de nombreuses industries. En temps de guerre, les industries de munitions la consomment bien au-dessus de la consommation actuelle, tandis que d'autres industries à caractère pacifique la réduisent au-dessous de la normale.

1.- Abonnements: Acide sulfurique H₂SW₄ est utilisé pour produire du sulfate d'ammonium (NH₄)₂SW₄ et les superphosphates.

2.- Raffinage de pétrole: Acide sulfurique H₂SW₄ Il est utilisé pour éliminer les impuretés de divers produits pétroliers, tels que l'essence, le kérosène (huile pour éclairage), les solvants, etc. sinon, les impuretés décolorent les produits, provoquent des dépôts cireux dans les carburants et lubrifiants liquides et des odeurs désagréables dans les autres.

3.- Fabrication de produits chimiques : Acide sulfurique H₂SW₄ Il est utilisé pour fabriquer d'autres acides, tels que l'acide chlorhydrique et nitrique, et les sulfates de métaux. Il est également utilisé dans la fabrication de carbonate de sodium Na₂CO₃ et les éthers.

4.- Fabrication de colorants et de médicaments : L'acide sulfurique H est utilisé₂SW₄ pour obtenir des produits dérivés du goudron de houille, tels que des colorants, des médicaments et des désinfectants.

5.- Décapage de l'acier : La surface de l'acier est nettoyée de la rouille en l'immergeant dans un bain d'acide sulfurique, avant de l'enduire d'émail, d'étain ou de zinc.

6.- Métallurgie: Certains métaux sont obtenus par électrolyse de solutions de leurs sulfates. D'autres sont purifiés par électrolyse, en utilisant le métal impur comme anode et l'acide sulfurique comme électrolyte, tandis que le métal pur est déposé sur la cathode.

7.- Peintures et pigments : La plupart des pigments utilisés dans la peinture sont des sulfates.

8.- Applications diverses : L'acide sulfurique est utilisé dans la fabrication de tissus, de plastiques, d'explosifs, d'accumulateurs et d'autres produits.

9.- En déshydrateur : Dans les réactions de synthèse organique, l'acide sulfurique concentré est utilisé pour éliminer ou assimiler les molécules d'eau, afin qu'elles ne soient pas réintégrées dans le processus.

10.- En tant qu'oxydant : Dans les réactions chimiques, l'acide sulfurique est également utilisé pour modifier l'état d'oxydation d'un élément participant, des réactifs aux produits.